片方向リストの C++ コピーコンストラクター

Dr. Muhammad Abdullah 2024年2月15日

C++ C++ Constructor

C++ リンクリストデータ構造
片方向リストのコード例
C++ 単方向リンクリストのコピーコンストラクター

この記事では、まず、リンクリストデータ構造の概念と、それを使用するための適切なシナリオについて説明します。次に、単一リストのコンパクトな実装と、C++ を使用した単一リンクリストのコピーコンストラクターについて説明します。

C++ リンクリストデータ構造

リンクリストデータ構造の主な利点は、連続していないメモリ位置にデータを格納できることです。これはノードで構成される線形データ構造であり、各ノードにはデータ項目 (キーおよび関連する衛星データ) と次のノードへの参照が格納されます。

ヘッドポインターは、このデータ構造の最初のノードを指します。そのため、ヘッドノードと呼ばれることもあります。片方向リストの一部の古典的な実装には、リストの最後のノードを指すテールポインターもあります。

たとえば、次の図は、テールポインターのないリンクリストの概念の例を示しています。

連結リストの概念

リンクリストには次の 3つのタイプがあります。

単独連結リストまたは単純連結リスト

これは単純な Linked List であり、Singly Linked List とも呼ばれ、前にしか進めません。各ノードには、データ項目と次のノードの参照が格納されます。
二重連結リスト

これは、前後に移動できるリンクリストです。二重連結リストの各ノードは、データ項目、次のノードの参照、および前のノードの参照で構成されます。

これは、Web ブラウザーの次のページや前のナビゲーションなど、do/redo 状態のシナリオでバッターに適しています。
循環リンクリスト

リストの最後のノードの次のポインタが常に最初のノードを指していることを除いて、Singly Linked List とほとんど同じです。これにより円が作成されます。したがって、循環リンクリストと呼ばれます。

通常、循環キュー管理システムで便利です。

片方向リストのコード例

単一リンクリストの次の C++ 実装を見てみましょう。

#include <iostream>
using namespace std;

class Node {
 public:
  int data;
  Node* next;
};
class LinkedList {
 public:
  Node* head;

  LinkedList() { head = nullptr; }
  void addNewItem(int data) {
    Node* temp = new Node();
    temp->data = data;
    temp->next = head;
    head = temp;
  }
  void display() {
    Node* temp = head;
    while (temp != nullptr) {
      cout << temp->data << ",";
      temp = temp->next;
    }
    cout << endl;
  }
};
int main() {
  LinkedList list;
  list.addNewItem(5);
  list.addNewItem(10);
  list.addNewItem(15);
  list.display();
  return 0;
}

上記のコードは、次のクラスで構成されています。

2つのメンバー変数を持つクラス Node: data と Node クラスポインター next。 data 変数は要素の値を格納するために使用され、next 変数は次の要素の参照を格納するために使用されます。
クラス LinkedList には、リンクリストの最初の要素を格納するために使用される型 Node のメンバ変数 head、コンストラクタ LinkedList()、および 2つのメンバ関数 addNewItem と display() があります。 . LinkedList() コンストラクターは、ヘッドを null 値で初期化します。

addNewItem メソッドは、リンクリストの先頭に新しい要素を追加するために使用されます。この関数に AddToFront または push という名前を付けることもできます。

display() メソッドは、リンクされたリストの要素を表示します。

C++ 単方向リンクリストのコピーコンストラクター

以下は、単一リンクリストのコピーコンストラクターのコードです。

LinkedList(const LinkedList& obj) {
  if (obj.head != nullptr) {
    this->head = new Node;
    this->head->data = obj.head->data;
    Node* temp = obj.head->next;
    Node* temp2 = this->head;
    while (temp != nullptr) {
      Node* newNode = new Node;    ////
      newNode->data = temp->data;  ////    creating new node
      newNode->next = temp->next;  ////
      temp2->next = newNode;
      temp2 = temp2->next;
      temp = temp->next;
    }
  } else {
    head = nullptr;
  }
}

上記のコードは、リンクリストオブジェクト const LinkedList &obj をパラメーターとして受け取り、受け取ったリンクリストのすべてのデータを呼び出し元のリンクリストにコピーする単独リンクリストコピーコンストラクターを示しています。

Linked List は Node 型ポインターを使用するため、ディープコピーのコピーコンストラクターを定義する必要があります。コピーコンストラクターの実装が提供されていない場合、浅いコピーが作成されます。

コピーコンストラクターの呼び出し

次の main() 関数のコードを考えてみましょう:

int main() {
  LinkedList list;  // Declaring a List
  list.addNewItem(5);
  list.addNewItem(10);
  list.addNewItem(15);
  cout << "The content of List 1 are: ";
  list.display();

  LinkedList list2(list);  // Declaring a list2 with the copy constructor
  cout << "The content of List 2 are: ";
  list2.display();
  return 0;
}

上記のコードでは、LinkedList タイプのオブジェクト list が LinkedList list; を使用して作成されます。声明。この後、list.addNewItem( ) メソッドを使用して 3つの値をリストに挿入しました。

LinkedList 型の list2 の別のオブジェクトが作成され、最初の list オブジェクトを宣言時にパラメーターとして渡して、コピーコンストラクターを呼び出します。両方のオブジェクトの display() メソッドは、リストに同じデータ項目を表示します。

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片方向リストのコード例

C++ 単方向リンク リストのコピー コンストラクター

コピー コンストラクターの呼び出し

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コピーコンストラクターの呼び出し